Пристрій для калібрування критичних витратомірів газу

Пристрій для калібрування критичних витратомірів газу, який має систему подачі газу на вході, дзвоновий мірник, випробувальну ділянку, який відрізняється тим, що після критичного витратоміра розміщені пристрій розрідження повітря і пристрій збору і обробки інформації. (19) (21) 2001042879 (22) 26.04.2001 (24) 15.11.2001 (33) UA (46) 15.11.2001, Бюл. № 10, 2001 р. (72) Вощинський Віктор Станіславович (73) КОЛЕКТИВНЕ ПІДПРИЄМСТВО ІВАНОФРАНКІВСЬКЕ СПЕЦІАЛЬНЕ КОНСТРУКТОРСЬКЕ БЮРО ЗАСОБІВ АВТОМАТИЗАЦІЇ, UA 43249 ня та джерело робочого газу. До складу випробувальної ділянки входить витратомір критичного витікання газу та система забезпечення критичного режиму потоку, що включає засіб компримування газу, погашувач пульсацій тиску. електричний привід, задавач та стабілізатор частоти обертання приводу засобу компримування. Система стабілізації потоку на виході містить погашувач пульсацій тиску перед витратоміром критичного витікання газу. Система забезпечення критичного режиму потоку містить засіб компримування газу, електричний привід, задатчик та стабілізатор частоти обертання приводу засобу компримування. Система забезпечення температурного режиму градуювання складається з теплообмінника, задатчика та регулятора температури. Для випадків, коли необхідно створити умови градуювання на природному або іншому робочому газі, пристрій містить джерело робочого газу. Однак на практиці виготовлення такого пристрою є технологічно складним, досягнути параметрів критичного витікання газу важко через динаміку процесу, що приводить до зниження точності вимірювань і збільшення витрат на виготовлення пристрою. В основу винаходу поставлена задача створення такого пристрою для калібрування та повірки робочих та зразкових засобів обліку газу, який би шляхом забезпечення стабілізованої масової витрати газу, підтримки її незмінного протягом усього циклу повірки та співставлення метрологічних характеристик приладів створював би ідентичність умов вимірювання та звіряння і тим самим забезпечував би передачу з необхідною точністю розмірів одиниць вимірювань від зразкової витратовимірювальної установки до робочих і зразкових витратомірів, призначених для метрологічної атестації засобів вимірювань витрати і об'єму газу при великих тисках і заданих температурних режимах, а також на будь-яких різновидах робочих газів. Задача вирішується таким чином. Відомий пристрій для градуювання критичних витратомірів газу, що включає систему подачі на вході, дзвоновий мірник, випробувальну ділянку, обладнують пристроєм розрідження повітря для забезпечення критичного режиму потоку, замість складної системи забезпечення критичного режиму потоку; випробувальна ділянка оснащена датчиками фізичних параметрів з перетворювачами вимірюваного параметру в електричний сигнал для вимірювання тиску до і після критичного витратоміра та датчиком температури в критичному перерізі критичного витратоміра. Крім того, вимірюються параметри газу під дзвоном на початку відліку контрольного об'єму Р, T1, V1, котрі характеризують відповідно абсолютний тиск, температуру і об'єм газу під дзвоном на початку відліку контрольного об'єму і є характеристиками потоку, які зумовлюють відтворення витрати даним винаходом. З метою автоматизованого обчислення результатів вимірювання застосовано пристрій збору і обробки інформації. Масова витрата повітря через критичне сопло записується виразом P2 RT2 Де Р2 та Т2 - абсолютний тиск та температура ізоентропічно гальмованого газу перед критичним соплом. m - коефіцієнт витрати сопла; F - площа отвору сопла; с - функція критичної витрати газу через сопло. Враховуючи, що для відтворення умов вимірювання масова витрата повітря на виході дзвонового мірника повинна дорівнювати масовій витраті повітря через критичне сопло Qm=Qc, то при забезпеченні цих умов коефіцієнт витрати критичного сопла визначається формулою P1 T2 DV 1 m= t R × KF × c P2 TD Оскільки V/t зумовлено високою точністю взірцевої дзвонової установки, то для співставлення метрологічних характеристик дзвонової установки і критичного сопла підбирають відповідний режим роботи пристрою для розрідження повітря, який розраховується в залежності від потрібного робочого тиску, температури, а також площі отвору критичного сопла. При відповідному підборі зразкових засобів в залежності від параметрів потоку винахід дозволяє експериментально визначити коефіцієнт витрати критичного сопла, що досягається алгоритмом градуювання критичного сопла і забезпечує необхідну точність передачі розмірів одиниць вимірювань від зразкової установки до робочого еталону. На кресленні (фіг.) зображений пристрій для градуювання критичних витратомірів газу. Пристрій складається з дзвону 1, розділювача 2, системи забезпечення постійного тиску під дзвоном, що містить компенсаційну стрічку 3 і противагу 4 для її натягу, системи вимірювання контрольного об'єму газу, що складається з контрольної лінійки 5, з'єднаною стальною стрічкою з дзвоновим мірником, і вимірювача контрольного об'єму газу 6, системи подачі газу для наповнення дзвону, що містить повітродувку 7, запірний клапан 8 і підвідний трубопровід 9, випробувальну ділянку, що складається з критичного витратоміра 10, пристрою розрідження повітря 11, датчиків тиску та температури з перетворювачами параметру в електричний сигнал для вимірювання фізичних параметрів газу під дзвоном 12-13, датчиків тиску з перетворювачами для вимірювання тиску до 14 і після 15 критичного витратоміра, датчика температури 16 з перетворювачем для вимірювання температури в критичному перерізі, вихідного трубопроводу 17 з запірним клапаном 18 і пристрою для збору і обробки інформації 19. Пристрій для калібрування критичних витратомірів працює таким чином. Перед початком випробувань на повітрі заповнюють простір під дзвоном 1 від повітродувки 7 через клапан 8 При цьому клапан 18 у трубопроводі 19 закритий. При досягненні дзвоном 1 заданого верхнього положення клапан 8 закривають і припиняють подачу повітря від повітродувки 7. Дзвін опиняється в нерухомому зваженому стані. Далі відкривають клапан 18 і за допомогою пристрою для розрідження повітря 11 для забезпеQc = m × F × c 2 43249 чення критичного режиму потоку створюють певний режим роботи. Одночасно з опусканням дзвону 1 вимірювачем 6 відміряється певний заданий контрольний об'єм повітря із заданою температурою відповідно до алгоритму калібрування. При опусканні дзвона до крайнього нижнього положення пристрій до розрідження повітря 11 виключають і запірний клапан 19 закривають. Калібрувальний цикл на цьому закінчується. Пристрій для калібрування критичних витратомірів виготовлений у відповідності до даного винаходу, забезпечує калібрування критичних витратомірів з підвищеною точністю при зниженні витрат на виготовлення і обслуговування пристрою. Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 3